构造函数语义学之Copy Constructor构建操作(1)

一、Copy Constructor的构建操作

　　就像 default constructor 一样，如果class没有申明一个 copy constructor，就会隐含的声明或隐含的定义一个。生成的 copy constructor 也分为 trivial 和 nontrivial 两种。只有 nontrivial 的实体才会被合成于程序之中。决定一个 copy constructor 是否为 trivial 的标准在于class是否展现出所谓的"bitwise copy semantics(语义上位逐次拷贝)"---展现出了就是trivial ，没的话就是 nontrivial ！那么什么是 bitwise copy semantics，稍后会讲到。

　　有四种情况下不要 Bitwise Copy semantics，其实是和生成 nontrivial default constructor 类似啦：

　　1.当class内含一个 member object 而后者的class 声明有一个 copy constructor 时（不论是被 class 设计者明确地声明，还是背编译器合成）。

　　2.当class继承自一个 base class 而后者存在有一个 copy constructor 时（再次强调，不论被声明或是被合成而得）。

　　3.当声明一个或多个 virtual functions 时。

　　4.当class派生自一个继承串链，其中有一个或多个virtual base classes时。

　　综合是否生产 nontrivial 的 default constructor 和 copy constructor 的条件可看出：如果编译要做额外的事那么就需要生成 nontrivial 的 default constructor 和 copy constructor！

　　现在来说说什么是：bitwise copy semantics ！请看一个程序：

　

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A 
{
public:
    int i;
    int *pi;
};

 int main()
 {
    A a;
    int i = 5;
    a.i = 0;
    a.pi = &i;
    A b = a;
    cout << "a.i: " << a.i << " b.i: " << b.i << endl;
    cout << "a.pi address: " << a.pi << endl;
    cout << "b.pi address: " << b.pi << endl;
    return 0;
 }

　　下面是输出结果！

　　嗯，大家看到没，我的 class A 中没有任何和复制有关的代码，但是我在进行赋值操作 A b = a;后，b中的i 和 pi变量内的内容一模一样了，很显然：编译器在背后做了动作帮你把a的值复制给了b，这就是我要说的 bitwise copy semantics（语义上位逐次拷贝）---他将 a 中的 i 所在的内存中的内容 和 pi 本身所在的内存中的内容（注意我这里说的是pi本身所在的内存中的内容而不是pi所指的内存中的内容，请区别这两个意思）逐一的拷贝给 b 中的 i 所在的内存和 pi 本身所在的内存。位逐次拷贝因此得名！！！

　　数值型的 i 是正确的复制了但是指针型的 pi 就不对了，他们所指向的地址居然相同，这显然不对！这和我们所期望的不一致，对吗？你肯定是想让 b 中的 pi 指向另外一块内存，只是这内存中的值和a 中的pi所指向的内存中的值一样罢了。并不是让指针本身相同！所以，bitwise copy （semantic 我稍后解释）还有另外一个名字：浅拷贝。顾名思义，编译器只是机械的、做一些简单的拷贝！当然与  bitwise copy（浅拷贝）相对应的是 memberwise（深拷贝）---这个也故名思议了，能达到你想要的效果，但是这个要你自己通过代码去实现！

　　注意了哈：下面是我在看《深度探索C++对象模型》第二章 copy constructor 的构建时比较迷惑的地方，不知道大家有没有和我同样的疑惑呢，具体疑惑如下：

　　书上给出了 Bitwise Copy Semantics的四个条件，就是我上面所说的哈！也就是不生成一个nontrivial copy constructor的条件！好，那么请看下面代码！

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A0
{
public:
    A0(){}
    A0(const A0&){}
};

class A 
{
public:
    int i;
    int *pi;
    A0 a0;
};

 int main()
 {
    A a;
    int i = 5;
    a.i = 0;
    a.pi = &i;
    A b = a;
    cout << "a.i: " << a.i << " b.i: " << b.i << endl;
    cout << "a.pi address: " << a.pi << endl;
    cout << "b.pi address: " << b.pi << endl;
    return 0;
 }

 

　　这个代码只是在 A 的前面定义了另一个类A0，然后A类中有一个 member object a0！大家来看看class A是否符合以上4个条件中的条件 1 呢（ class A 的 member object a0 的 class 声明了一个 copy constructor）？那是不是不出现 bitwise copy semantic 呢？但是 i 和 pi 确实也拷贝过来了啊---看看运行结果就知道，结果和上面截图一样我就不贴出来了！这是为什么呢----这就是我迷惑的地方！那么我讲讲我的想法。 

　　也就是说满足以上四个条件之后进行的拷贝也进行了拷贝，只是这次不是从语义上（semantic）的 copy constructor 来进行拷贝了！而是从实际的 copy constructor 函数体中进行了拷贝，什么叫概念上？就是说之前那个class A进行的拷贝并没有合成一个nontrivial copy constructor来专门进行这个拷贝工作，所以说只是语义上（semantic）的！也就是说他确实是拷贝了，但不是通过合成那个nontrivial copy constructo来进行拷贝，我们把这种拷贝成为bitwise copy semantic！所以第二代吗中的class A 虽然满足了以上四个条件并进行了同样的bitwise copy，但这不能叫bitwise copy semantic，顶多只能叫bitwise copy啦！因为他合成了一个专门的nontrivial copy constructor，就不能叫语义上（semantic）了！

　　如果大家理解了我说的那么相信大家在看《深度探索C++对象模型》第二章的copy constructor的构建操作时就不会那么迷茫了！